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Technische Ausstattung

Alle technischen Einrichtungen zur Herstellung und meßtechnischen Charakterisierung mikrostrukturierter Kunststoffteile stehen am Arbeitsgebiet Mikrostrukturtechnik zur Verfügung oder können vom Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik (HFT) im Rahmen der Zusammenarbeit mitbenutzt werden.

Diese Einrichtungen umfassen:

 

Photolithographie

gelb

Kernstück der Photolithographie ist die Maskenjustier- und Belichtungsanlage MA-6 von Süss für maximal 6 Zoll-Wafer.

Als besondere Option besitzt sie die Möglichkeit der Rückseitenjustierung. Die Lackschleuder von Convac ist für 8 Zoll-Wafer ausgelegt.

Es können Standard AZ-Positivresists wie auch SU8-Negativresists von Dicken größer 0,6 µm bis zu Schichtdicken von 100 µm verarbeitet werden.

 

Silizium-Mikrostrukturierung

plasma

Zur Silzium-Oberflächenstrukturierung stehen sowohl naßchemische KOH-Ätzbäder wie auch eine Plasma-Trockenätzanlage (HFT)für Wafergrößen bis 6 Zoll zur Verfügung.

Die Silizium-Mikrostrukuren dienen in der Regel als mikromechanische Vorformen, die anschließend galvanisch abgeformt werden. Ein Beispiel ist die Vorform von V-Gruben zur Faseraufnahme durch naßchemisches Ätzen und anschließendesPlasmaätzten der Wellenleitergräben.

 

Mikrogalvanik

galvanik

Zentrale Einrichtung zur Herstellung metallischer Abformstempel mit mikrostrukturierter Oberfläche ist die computergesteuerte Galvanikanlage der Firma Technotrans, die zur Vermeidung störender
Partikel mit speziellen feinporigen Filtern ausgestattet ist.

 

Abformtechnologien

presse

Zur Abformung in Kunststoff wird vornehmlich das Heißprägen verwendet:

Beim Heißprägen werden Polymerplatten oder –folien durch Einwirkung von Hitze und Druck gegen den Formstempel gepreßt. Dafür stehen am AG MST drei Pressen zur Verfügung: zum einen eine kommerziellen Presse der Firma Fontinje, bei der Substratgrößen bis zu Abmessungen von 25 cm x 25 cm mit Prägetemperaturen von ca. 300°C und Drücken bis zu 20 t verarbeitet werden können.

 

werkzeug

Seit 2001 stehen zwei weitere, PC-gesteuerte HML Multilayerpressen der Firma HR Maschinenbau zur Verfügung. Diese Diese entsprechen dem kommerziellen Standard. Spezielle Werkzeuge zur Abformung mit höchster Präzision können integriert werden.

Die Heißtprägetechnik hat sich als sehr flexibles Instrument zur Herstellung kleiner bis mittlerer Stückzahlen (einige hundert) herausgestellt.

 

Dünnschichtmetallisierungen

aufdampf

Zur Herstellung dünner Metallschichten stehen zwei Technologien zur Verfügung: Aufdampfen und Sputtern. Das Aufdampfen geschieht mit Hilfe eines Elektronenstrahlverdampfers der Firma Balzers (LS HFT), das Hochfrequenzsputtern mit der Anlage Balzers BAK-604 (LS HFT).

Als Metalle werden Gold durch Aufdampfen und Silber, Aluminium, Titan und Chrom durch Sputtern aufgebracht. Die Größe der Sputtertargets beträgt 8 Zoll. Als Substrate könne Gläser, Silizium und Kunststoffe eingesetzt werden. Zur haftfesten Beschichtung von Kunststoffen mit Platin wurde ein spezieller Prozeß entwickelt.

 

Kunststoff-Bondtechniken

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Für die flüssigkeitsdichte Verbindung von mikrostrukturierten Kunststoffsubstraten mit Kunststoffdeckeln, wie sie zur Herstellung von Mikrofluidikchips eingesetzt werden, wurden mehrere Bondtechnologien entwickelt. Diese sind auch dann geeignet, wenn sich Dünnschichtelektroden auf den Deckeln befinden. Die Deckel können auch justiert zum Substrat gebondet werden.

 

Mechanische Bearbeitung

primacon

Als Mikrobearbeitungszentrum nutzen wir die Primacon PFM24 zum feinmachanischen Fräsen von Polymeren oder Nachbearbeiten von Vorformen. Die kleinsten Strukturen sind 50 µm groß, bei einer Wiederholgenauigkeit von 2 µm.

 

polierfraese

Für die Oberflächenbehandlung sind sowohl eine Polierfräse als auch die üblichen Poliermaschinen vorhanden.

 

Oberflächenmesstechnik

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Die quantitative Charakterisierung hergestellter Mikrostrukturen geschieht mit Hilfe verschiedener Messgeräte:

Ein mechanisches Stylusgerät Tencor Alphastep (LS HFT) erlaubt die Lackdickenbestimmung unfixierter Wafer im Gelbraumbreich.

Zur Qualitätskontrolle von Strukturgenauigkeiten bei kleinen Serien steht eine optische Meßmaschine Vision Master der Firma Werth Meßtechnik zur Verfügung.

Das optisch arbeitende Oberflächenprofilometers Microfocus der Firma UBM hat einen Verfahrweg von 100 mm x 100 mm bei einer minimalen Schrittweite von 0,5 µm und einer vertikalen Auflösung von ca. 20 nm. Es ist besonders geeignet, Verbiegungen großflächig zu vermessen.

 

veeco

Die Untersuchung kleinerer Flächen von bis zu 1200 µm x 940 µm erlaubt ein Weißlichtinterferometer NT 1000 der Firma Veeco.

Der vertikale Meßbereich ist bis zu 1 mm hoch bei einer Auflösung von 0,1 nm. Damit sind die Aufnahme von Höhenprofilen als auch die Bestimmung von Rauheitswerten möglich.

 

Optische Meßtechnik

Wichtige Merkmale optischer bzw. integriert-optischer Komponenten sind ihre spektrale Dämpfung und ihr Brechzahlprofil.

 

cary

Mit einem UV-Vis-NIR-Zweistrahl-Referenzspektrometer Varian Cary 500 sind Transmissionsmessungen zwischen 200 und 2000 nm Wellenlänge möglich

 

rnfneu

Zur Vermessung der zweidimensionalen Brechzahlprofile hergestellter Wellenleiter wird ein kommerzieller RNF (Refractive Nearfield) - Meßplatz benutzt.

 

abbe

Für flüssige als auch feste Bulk-Proben steht ein Abbe-Refraktometer zur Verfügung, das bei 515 nm, 589 nm, 632 nm, 850 nm, 1300 nm und 1550 nm misst, bei einer Genauigkeit zwischen 0,001 und 0,0001.

 

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